空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器的制作方法

专利名称：空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热泵热水器技术领域。
背景技术：
热泵热水器利用压缩制冷循环，吸收空气或水中低品位的热能，同时消耗少量高品位的电能，得到接近于消耗的电能和从空气或水中吸收的热量之和热量的热水，其能效比通常在2. 5 4范围。所以，研发高效和性能稳定的热泵是当前低碳经济时代的热点。空气中吸收热能的热泵使用最为方便，所以生产量大，广泛被使用。但是，空气源热泵在冬季气温接近零度潮湿天气使用时，容易结霜，除霜不彻底，效率低下。由于直热式空气源热泵热水器，无论采用反制热循环或旁通热气方法除霜，都因没有低温热源，很难进行；而采用电加热除霜，成本大，能耗大，布置在风源蒸发器上的电加热管，正常制热循环时不能吸热， 却有风阻，而除霜时又因为电加热管与结霜管有距离，非直接供热，除霜效率很低。因此，需要研究新的除霜方法，彻底解决直热式空气源热泵热水器除霜问题。另外，许多场合在生产和生活中需要大量热水，而同时排放大量废热水，例如澡堂浴室、印染厂、牛奶厂、饮料厂等。在这些场合，用水源热泵回收废热水中废热制热水，有巨大经济效益。但是，洗浴废水流量不均，或多或少，或有或无，单水源热泵不能满足用户的热水需求量，需要空气源热泵热水器配合，才能生产足够热水，满足用户需求。两台独立的空气源和水源热泵热水器，需要两套供水管路，系统复杂，两种系统切换时，能量损失大。一种即可以从水源吸热又可以从空气源吸热的双热源热泵热水器，显然具有成本低，调节灵活的优势。因此，许多厂家试图生产这种特色的双热源热泵热水器。但是，目前成熟的技术少。 双热源直热式热泵热水器的除霜问题也是难点之一。另外，一般多功能循环系统采用四通阀切换循环时，四通阀阀体内部高压和低压通路压力差很大，阀体内部的泄漏往往使系统效率降低很多。再者，热泵工作环境气温变动范围很大，在低气温低水温时，热泵最好能从空气源和水源同时吸热，以提高系统性能。但是，目前，还没有出现除能够分别利用风源和水源制热水，还能够同时从两热源吸热制热水的双热源热泵热水器。

发明内容
为了克服现有单空气源热泵热水器和现有双热源热泵热水器的上述不足，本发明提出空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器，可以无需辅助电热源和储热水箱的热水热量，实现快速彻底除霜；五循环双热源热泵热水器具备有制热水的四种循环方式单水源、单风源、水源+风源串联、风源+水源串联循环和一种互助供热除霜循环或水源供热除霜循环，使空气源热泵彻底摆脱冬季结霜的困扰，使双热源热泵热水器能在各种热源情况下组织最佳循环方式，提高系统效率。本发明采用的技术方案说明如下(-)空气源热泵热水器的互助除霜方法，所述的空气源热泵热水器包括有制冷剂回路系统、热水换热系统、信号采集及电路控制系统；所述的制冷剂回路系统包括有压缩机、 热水换热器、过滤器，储液器、节流器、风源蒸发器、气液分离器等；其特征在于采用互助除霜方法的空气源热泵热水器，至少有两个各自独立的制冷剂回路系统，全部制冷剂回路系统的热水换热器分为数目相等的两组a组和b组，只是在系统总数大于5的奇数时，允许两组的热水换热器数目相差1件，每组热水换热器的水路进口与进口，出口与出口并联接，水路并联的两组热水换热器的干管水路再串联接，构成统一热水换热器组；统一热水换热器组的总出水口分两个接口，一个是内循环回流水接口，另一个是热水出水接口 ；内循环回流水接口依序串接循环水流量调节阀、循环水单向阀，再连接到循环水泵进水口 ；循环水泵出水口与统一热水换热器组的进水口连接，构成热水内循环回路； 循环水泵的进口还接有补充进水管，在补充进水管上安装有进水电磁阀和进水单向阀；热水出水接口与热水出水管连接，在热水出水管上安装有定温出水流量调节阀，或还并联一个出水流量旁通手动调节阀；由此构成有热水内循环并串联热水换热器组互助除霜的统一热水换热系统；互助除霜方法，是对各制冷剂回路系统采用分批次先后执行除霜循环，以发出除霜信号的次序编排系统除霜的先后次序，但是限定同时进行除霜的系统数目，或者说每批次进行除霜的系统数不超过整机总系统数的一半，其它要除霜的系统，需要等待已经除霜的系统退出除霜循环，并恢复正常制热水循环后才能进入除霜循环；互助除霜方法，在除霜过程，是利用不低于整机总系统数一半的系统进行正常制热水循环，并通过统一热水换热系统的热水内循环，不断向除霜系统输送除霜用的热量，所以除霜快速彻底；当除霜系统发出除霜结束信号，就结束该系统的除霜循环，恢复正常制热水循环，同时另外需要除霜的系统开始进行除霜循环；当整机各系统除霜完毕，整机除霜过程结束，恢复正常制热水循环；在整机除霜过程，定温出水流量调节阀依据统一热水换热系统的出水温度的低或高，自动关闭或开启；系统的除霜循环，根据制冷剂回路系统的构成方式，或采用旁通热气除霜循环，或采用逆向循环除霜；互助除霜方法的旁通热气管，是连接在热水换热器的制冷剂出口与风源蒸发器下端进液口之间，在旁通热气管上安装有除霜阀，除霜循环时，开启除霜阀， 制冷剂从热水换热器吸收另外系统提供的热量去除霜；互助除霜方法的逆向循环，需要在压缩机排气口与热水换热器的制冷剂进口之间增添四通阀，逆向循环时，四通阀线圈从无电变为有电，切换四通阀通路方向，热水换热器在除霜循环中作为蒸发器，在其中制冷剂吸收另外系统提供的热量蒸发，经压缩机压缩，进入风源蒸发器，放出凝结热除霜；所述的空气源热泵热水器的互助除霜法的空气源热泵热水器，是互助除霜的单空气源热泵热水器，其制冷剂回路系统有两种形式第一种，是采用旁通热气互助除霜的制冷剂回路系统，还包括有除霜阀和除霜旁通管路；其连接方式是，由压缩机、热水换热器的制冷剂通路、储液器、过滤器、节流器、风源蒸发器、气液分离器、压缩机依序串联接成制热水循环制冷剂回路，在热水换热器的制冷剂出口与风源蒸发器的下端进液口之间还连接有除霜旁通管路，在除霜旁通管路上安装有除霜阀，所连成的回路内充注制冷剂；系统执行除霜循环时，除霜阀开启，制冷剂由热水换热器通过除霜旁通管路直接进入风源蒸发器，风扇关；第二种，是采用逆向循环互助除霜的制冷剂回路系统，还包括有一个四通阀，其连接方式是由压缩机出气口与四通阀第一接口，即四通阀进气口连接；四通阀的线圈无电时与进气口内连通的四通阀接口，记为四通阀第二接口，与热水换热器的制冷剂进口连接；其制冷剂出口依序串联储液器、过滤器、节流器连接到风源蒸发器的下端进液口 ；风源蒸发器的上端口与四通阀第三接口，即四通阀的线圈有电时与进气口内连通的四通阀接口连接；四通阀第四接口，即三接口一排居中的公共出气口与气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所连成的回路内充注制冷剂；系统执行除霜循环时，四通阀线圈有电，四通阀换向，制冷剂逆向循环，风扇关；所述的空气源热泵热水器，是还配有水源的互助除霜三循环双热源热泵热水器， 其每个制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，一个除霜阀，一个四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵；其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接，压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；热水换热器的制冷剂出口的支路接口与除霜阀的进口连接；除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接， 或和节流器的出口一同与四通阀第一接口并联连接，四通阀第二、三接口分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口连接，四通阀第四接口与风源蒸发器的上端口、 水源蒸发器的上端口、气液分离器的进气口共连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的互助除霜三循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统，能够组织两种循环方式制热水风源循环，水源循环和旁通热气除霜循环；三种循环的控制方式和制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关， 除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀一风源蒸发器一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开， 除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀一水源蒸发器一气液分离器一压缩机；(3)除霜循环压缩机开，四通阀线圈无电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵关， 除霜阀开；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一除霜阀一(或四通阀)一风源蒸发器一气液分离器一压缩机；所述的空气源热泵热水器，是还配有水源的互助除霜五循环双热源热泵热水器， 其制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，阀除霜，两个四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵；其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接，压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；热水换热器的制冷剂出口的支路接口与除霜阀的进口连接；除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接，或和节流器的出口同与双四通阀切换机构的进液口连接；气液分离器的进气口与双四通阀切换机构的出气接口连接；第一、二四通阀和风源蒸发器以及水源蒸发器，有以下四种等效替换的连接方式(1)第一四通阀第一接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第二、三、四接口，分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口、第二四通阀第一接口连接；第二四通阀第二、三、四接口， 分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；( 第一四通阀第一、二、三接口的连接方式与(1)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第四接口连接；(3)第一四通阀第四接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第一、二、三接口，分别与第二四通阀第一接口、水源蒸发器的下端进液口、风源蒸发器的下端进液口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；(4)第一四通阀第二、三、 四接口的连接方式与( 连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第一接口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的第一、二四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，在(1)、(2), (3)、(4)四种连接方式时，两个四通阀的电磁导阀的高压进气管都直接连到压缩机排气管上，第一四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上；在O)、(4)两种连接方式时，第二四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上；系统执行除霜循环时，其除霜阀开启，风源蒸发器的风扇关停；除霜循环制冷剂的流程是压缩机一热水换热器一除霜阀一(或第一四通阀)一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；所述的互助除霜五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统，能够组织四种循环方式制热水风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环；在有水源情况下，机组进行互助除霜时，不参与除霜的系统，可以采用上述四种循环方式的任意一种循环方式，制取热量提供给除霜系统使用；所述的四种循环方式的控制方式和制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(3)风源串联水源循环压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电， 风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(4)水源串联风源循环压缩机开，第一四通阀线圈有电、第二四通阀线圈无电， 风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其互助除霜的空气源热泵热水器的制冷剂回路系统或添加有过冷器，所述的过冷器添加在储液器的液体出口与节流器进口之间；各系统的过冷器的水路并联后，插在所述的统一热水换热系统的循环水泵的进口与补充水进水管的进水单向阀出口之间。所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其互助除霜的空气源热泵热水器的统一热水换热系统所用的定温出水流量调节阀，是冷凝压力水流量调节阀，或是温度记忆合金感温元件的定温通断阀；采用冷凝压力水流量调节阀时，机组配备的冷凝压力水流量调节阀的数量与机组的制冷剂回路系统数量相同，各冷凝压力水流量调节阀的波纹管压力腔有连接管分别与所对应系统的压缩机排气管连接连通，依据制冷剂冷凝压力与饱和温度的对应关系，选择与设定出水温度对应的压力为控制条件。所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其互助除霜的空气源热泵热水器的制冷剂回路系统中所用的热水换热器，是板式换热器，或高效罐管式换热器，或同轴套管式换热器。所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其互助除霜的空气源热泵热水器的制冷剂回路系统中所用的节流器，是毛细管，或电子膨胀阀，或热力膨胀阀。( 二)五循环双热源热泵热水器，包括有制冷剂回路系统、热水换热系统、信号采集及电路控制系统；所述的制冷剂回路系统包括有压缩机、热水换热器、储液器、过滤器、节流器、四通阀，风源蒸发器、气液分离器等；风源蒸发器配有风扇；记，四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口，居中的接口为四通阀第四接口，即在四通阀线圈无电时与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时与第二接口内连通的接口，四通阀第一接口一般作为公共进口，四通阀第四接口一般作为公共出口 ；其特征在于所述的五循环双热源热泵热水器，是吸收水源热量除霜的五循环双热源热泵热水器，其制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，除霜阀，两个四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵；其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接；压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接； 储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；除霜阀的进口与热水换热器的制冷剂出口管旁通支路接口或压缩机排气管旁通支路接口连接，除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接，或和节流器的出口同与双四通阀切换机构的进液接口连接； 气液分离器的进气口与双四通阀切换机构的出气接口连接；第一、二四通阀和风源蒸发器， 以及水源蒸发器有以下四种的等效替换连接方式(1)第一四通阀第一接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第二、三、 四接口，分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口、第二四通阀第一接口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；( 第一四通阀第一、二、三接口的连接方式与(1)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第四接口连接；(3)第一四通阀第四接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第一、二、三接口， 分别与第二四通阀第一接口、水源蒸发器的下端进液口、风源蒸发器的下端进液口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；(4)第一四通阀第二、三、四接口的连接方式与C3)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第四接口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的第一、二四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，在(1)、(2), (3)、(4)四种连接方式时，两个四通阀的电磁导阀的高压进气管都直接连到压缩机排气管上，第一四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上，在O)、(4)两种连接方式时，第二四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上；所述的统一热水换热系统，由一个或一个以上自独立的制冷剂回路系统的热水换热器，循环水泵，补充进水管和出水管以及水路的调控阀门构成，多个热水换热器的水路并串联成统一热水换热器组，统一热水换热器组的总出水口分两个接口，一个是内循环回流水接口，另一个是热水出水接口，内循环回流水接口依序串接循环水流量调节阀、循环水单向阀，再连接到循环水泵进水口，循环水泵出水口与统一热水换热器组的进水口连接，构成热水内循环回路；循环水泵的进口还接有补充进水管，在补充进水管上安装有进水电磁阀和进水单向阀；热水出水接口与热水出水管连接，在热水出水管上安装有定温出水流量调节阀，或还并联一个出水流量旁通手动调节阀；由此构成有热水内循环并串联热水换热器组的统一热水换热系统；所述的五循环双热源热泵热水器制冷剂回路系统能够组织四种循环方式制热水 风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环，以及一种吸收水源热量利用旁通热气除霜循环；除霜循环的控制方式是压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀开；除霜循环的制冷剂流程是，压缩机一除霜阀一(或第一四通阀)一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一压缩机；所述的四种制热水循环方式的控制和及其制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(3)风源串联水源循环压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电， 风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(4)水源串联风源循环压缩机开，第一四通阀线圈有电、第二四通阀线圈无电， 风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；所述的五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统或添加有过冷器，所述的过冷器添加在储液器的液体出口与节流器进口之间；各系统的过冷器的水路并联后，插在所述的统一热水换热系统的循环水泵的进口与补充水进水管的进水单向阀出口之间，所述的五循环双热源热泵热水器的统一热水换热系统所用的定温出水流量调节阀是冷凝压力水流量调节阀，或是温度记忆合金感温元件的定温通断阀；采用冷凝压力水流量调节阀时，机组配备的冷凝压力水流量调节阀的数量与机组的制冷剂回路系统数量相同，各冷凝压力水流量调节阀的波纹管压力腔有连接管分别与所对应系统的压缩机排气管连接连通，依据制冷剂冷凝压力与饱和温度的对应关系，选择与设定出水温度对应的压力为控制条件；所述的五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统中所用的热水换热器是板式换热器，或高效罐管式换热器，或同轴套管式换热器。所述的五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统中所用的节流器，是毛细管， 或电子膨胀阀，或热力膨胀阀。综上所述，本发明的主要创新点归结如下几点(1)提出了空气源热泵热水器互助除霜方法，构建了有热水内循环并串联热水换热器组互助除霜的统一热水换热系统，制定了互助除霜方法的分先后执行的程序，改造了适用于互助除霜方法的空气源热泵热水器的多种制冷剂回路系统的构成和连接方式，并提供了多种完整设计的互助除霜方法实施例。(2)设计了独特的双四通阀切换机构，首创五循环双热源热泵热水器，其中风源串联水源循环和水源串联风源循环是新增加的，旁通热气互助除霜循环也是首创的；(3)所设计的双四通阀切换机构还具有把蒸发器的进、出口在不参加循环时相连成为自我封闭的回路，完全与另外循环隔断的特点；(4)为双热源热泵热水器设计了利用水源热量来除霜的风源串联水源的除霜循环。上述发明点的意义是互助除霜方法彻底解决了直热式空气源热泵热水器除霜无热源的难题；这是因为，现有热泵的除霜方法，逆向循环除霜和旁通热气除霜在直热式单空气源热泵热水器的回路中找不到供热源换热器，其热水换热器的水通路不能供热；另外，互助除霜或利用水源热量的除霜，节电，除霜效率高；这是因为，本发明的除霜循环采用热气旁通除霜，热量来源充足，无须停压缩机，热水换热器和风源蒸发器的制冷剂流动方向保持不变，所以除霜过程效率高，恢复正常循环时间短；再者，互助除霜所用的除霜热量，是用热泵方法产生的热量， 只消耗电加热的几分之一，而且热制冷剂直接在管内加热除霜，可使霜层快融化脱落，减少除霜能耗。五循环双热源热泵热水器所增加的风源串联水源循环和水源串联风源循环的好处是当水源温度高于空气温度，风源串联水源循环，水源蒸发器相当于过热器，可以使压缩机吸入的制冷剂携带更多热量，产出更多热水；当空气温度高于水源温度，水源串联风源循环，风源蒸发器相当于过热器，可以使压缩机吸入的制冷剂携带更多热量，产出更多热水；实验表明，采用双热源串联循环，可以提高出力约15%，这在冬季是十分有用的；两个串联热源的循环，又为润滑油回流和制冷剂的调配，提供了便捷的方法和可靠保障；多蒸发器系统的不参加循环蒸发器的自我封闭回路的设计彻底避免了在风源循环时，因为四通阀的内漏，有泄漏制冷剂通过水源蒸发器，导致在没有流水时水源蒸发器发生结冰现象，有效保证了系统的安全；四通阀内漏是多循环回路性能不稳定的要害问题，这问题被本设计解决了；总之，本发明的技术方案，为空气源热泵热水器解决了除霜难题，为多循环系统解决了稳定性问题，使空气源热泵热水器冬季能正常、高效、安全、稳定运行，技术有较大的突破，为空气源热泵热水器推广使用，扫除了障碍，很有实用价值和巨大经济意义。


图1、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例1，一种热气旁通互助除霜的单空气源热泵热水器的构成与工作原理图。图2、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例2，一种逆向循环互助除霜的单空气源热泵热水器的构成与工作原理图。图3、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例3，一种热气旁通互助除霜的三循环双热源热泵热水器的构成与工作原理图。图4、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例4，一种热气旁通互助除霜的五循环双热源热泵热水器的构成与工作原理图。图5、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例6，一种利用水源热量热气旁通除霜五循环双热源热泵热水器构成与工作原理图。图6、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法实施例5，一种热气旁通互助除霜有过冷器的单空气源热泵热水器的构成与工作原理图。图7、本发明实施例4的一种热气旁通互助除霜的五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统采用(2)连接方式的系统构成图。图8、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法，有6个各自独立的制冷剂回路系统的统一热水换热系统的构成连接方式示意图。
具体实施例下面结合附图通过实施例进一步详细说明本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器构成和工作原理。但本发明内容不仅限于附图所示。实施例1的结构关系和工作原理由图1说明。如图1所示，本发明实施例1的一种热气旁通互助除霜的单空气源热泵热水器，包括有两个各自独立的制冷剂回路系统，a系统和b系统，两系统的配件都用脚注a和b表示； 统一的热水换热系统，统一的信号采集及电路控制系统；以a系统为例，说明所述的制冷剂回路系统的构成和连接方式a系统由压缩机la、热水换热器加的制冷剂通路、过滤器Ga， 储液器3a、节流器Ja、风源蒸发器fe、气液分离器7a、压缩机Ia依序串联成制冷剂循环回路，在热水换热器的制冷剂出口与风源蒸发器的下端口之间还连接有除霜旁通管路，在除霜旁通管路上安装有除霜阀SFa，所连成的回路内充注制冷剂；所述的统一热水换热系统，其构成和连接方式是a系统和b系统的热水换热器的水路串联，a系统的热水换热器加在前，b系统的热水换热器2b在后，b系统的热水换热器的出水口分两个接口，一个是循环回水接口，另一个是热水出口接口 ；循环回水接口与循环水流量调节阀TF1、循环水单向阀Ds2、以及循环水泵8的进口依序串联连接，循环水泵的出口与a系统的热水换热器加的进水口连接，构成热水内循环回路；循环水泵的进口还接有补充进水管；在补充进水管上安装有进水电磁阀DF和进水单向阀Dsl ；热水出水接口与两个冷凝压力水流量调节阀ZFa、ZFb和出水流量辅助手动调节阀TF2的进口并联互通连接； 两个冷凝压力水流量调节阀的波纹管腔有连接管分别与a和b系统的压缩机排气管连接连通，图中用多点连线表示，依据制冷剂冷凝压力与饱和温度的对应关系，选择与设定出水温度对应的压力为控制条件，达到定温出水的目的；例如，氟利昂R22制冷剂饱和压力(表压)20kg/cm2，对应饱和温度约50°C，与热水换热器出水温度基本相当，所以可替代定温出水流量调节阀，具有灵敏度高的优点；出水流量辅助手动调节阀只是在冷凝压力水流量调节阀出故障时使用，通常关闭，除霜季节更是关闭不用。实施例1的空气源热泵热水器采用的互助除霜方法，是采用2个制冷剂回路系统先后除霜，只要机组中有一个制冷剂回路系统发出除霜信号，例如a系统的蒸发压力突然快速下降，而且蒸发温度低于环境温度差值超过规定值等，先发出除霜信号，热泵机组就进入除霜模式a系统切换为除霜循环，风扇6a停，除霜阀Si^a开启，热的制冷剂经除霜旁路进入风源蒸发器如，放出显热除霜，低温度制冷剂气体经气液分离器7a，被压缩机吸入和压缩，并送到热水换热器加的制冷剂通路内，吸收其水侧通路热水的热量；由于统一热水换热系统的两个热水换热器加和2b的水通路内循环，b系统仍在进行制热水循环，其在热水换热器2b中凝结放热热量通过热水内循环方式，经过循环水流量调节阀TF1、循环水单向阀Ds2、以及循环水泵8，补充给a系统热水换热器加，用于除霜；由于除霜时统一热水换热系统的温度会低于热水出水温度的设定值，定温出水流量调节阀自动关闭；当a系统发出除霜结束信号，例如风源蒸发器出口温度到达10°C，a系统除霜循环结束，除霜阀( 关闭，风扇6a开，恢复正常循环；同时，b系统进入除霜循环，SFb开启，风扇6b停，直到b系统除霜完毕，整机恢复到制热水热泵循环。实施例1所采用的统一热水换热系统，不仅仅具有互助除霜功能，其热水内循环还具有提高热泵热水器效率和提高其输出功率的双重重要作用，因为直热式热泵热水器在进水温度很低时，通过热水换热器的水流速极低，热水换热器平均水温低，系统高压低，所以整机效率低，出力低，而采用热水内循环，可以大大提高热水换热器的水流速，并维持系统高压，达到提高效率和提高输出功率的双重目的。所以，本发明的统一热水换热系统的设计，一招有三功效。实施例2的结构关系和工作原理由图2说明。如图2所示，本发明实施例2的一种逆向循环互助除霜的单空气源热泵热水器，包括有两个各自独立的制冷剂回路系统，a系统和b系统，两系统的配件都用脚注a和b表示； 一个统一的热水换热系统，统一的信号采集及电路控制系统；以a系统为例，说明所述的制冷剂回路系统的构成和连接方式还包括有四通阀如；记，四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口①，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口②，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口③，居中的接口为四通阀第四接口④，即是在四通阀线圈无电时与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时与第二接口内连通的接口 ；四通阀第一接口一般作为公共进口，四通阀第四接口一般作为公共出口 ；其连接方式是由压缩机Ia出气口与四通阀如第一接口①连接；四通阀第二接口②与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器加的制冷剂出口与风源蒸发器如的下端口之间，串联接有储液器3a、过滤器Ga、节流器Ja ； 风源蒸发器fe的上端口与四通阀第三接口③连接；四通阀第四接口④与气液分离器7a的进气口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的统一热水换热系统，其构成和连接方式与图1所示的实施例1的相同；实施例2的空气源热泵热水器采用的互助除霜方法，与实施例1相同，也是采用2个制冷剂回路系统先后除霜的方法，只是实施例2的执行除霜循环采用逆循环方式，以a系统先执行除霜循环为例，其除霜循环制冷剂流程是压缩机Ia —四通阀4a(①一③)一风源蒸发器如一节流器Ja —储液器3a —热水换热器加一四通阀如(②一④)一气液分离器7a —压缩机Ia ；a系统开始除霜时，风扇6a停，四通阀如线圈变为有电，四通阀如切换通路；b系统继续制热水运行；当a系统发出除霜结束信号，例如风源蒸发器出口温度到达 10°C，四通阀如线圈恢复为无电，风扇6a开；同时，b系统进入除霜循环，四通阀4b线圈变为有电，风扇6b停，b系统制冷剂逆循环除霜，直到b系统除霜完毕，整机恢复到制热水热泵循环。实施例3的结构关系和工作原理由图3说明。图3所示的是本发明实施例3，一种热气旁通互助除霜的三循环双热源热泵热水器的构成与工作原理图；有两个各自独立的三循环制冷剂回路系统a系统和b系统，一个统一热水换热系统，水源换热系统，信号采集及电路控制系统；实施例3为双系统含a系统和b系统的三循环双热源热泵热水器，其每个制冷剂回路系统还包括有，水源蒸发器，除霜阀，四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵9 ；其连接方式是(以a系统为例)压缩机Ia的进口与气液分离器IOa的出气口连接， 压缩机的排气口与热水换热器加的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器 IOa的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器1 与节流器Ja的进口连接；热水换热器的制冷剂出口的支路接口与除霜阀Ila的进口连接；除霜阀的出口与节流器的出口并联接，再与四通阀3a第一接口连接①，四通阀第二、三接口 3a(②、③)分别与风源蒸发器6a的下端进液口、水源蒸发器fe的下端进液口连接，四通阀第四接口 3a (④)与风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、气液分离器7a的进气口共连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的a系统和b系统的四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，它们电磁导阀 3da和3db的高压进气管Lla和Llb都直接连到压缩机排气管上，两系统的第一四通阀的电磁导阀的低压出气管L3a和Ub要直接连到压缩机吸气管上；所述的三循环双热源热泵热水器，能够组织风源循环、水源循环两种制热水方式以及旁通热气除霜循环；实施例3的统一热水换热系统的构成方式和互助除霜的方式都与图1所示的实施例1的相同，但是，实施例3的除霜循环的制冷剂流程是压缩机一热水换热器一除霜阀一四通阀(①一②)一风源蒸发器一气液分离器一压缩机；除霜循环控制方式是压缩机开， 四通阀线圈无电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀开；实施例3正常制热水循环的两种方式的控制和制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀 (①一②)一风源蒸发器一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀 (①一③)一水源蒸发器一气液分离器一压缩机；在水源无水时，互助除霜时没有开始除霜的系统继续进行风源循环，向进行除霜的系统供热。实施例4的结构关系和工作原理由图4说明。
图4所示的是本发明实施例4，一种热气旁通互助除霜的五循环双热源热泵热水器的构成与工作原理图；有两个各自独立的五循环制冷剂回路系统a系统和b系统，一个统一热水换热系统，水源换热系统和信号采集及电路控制系统；以图4中a系统为例，说明所述的互助除霜的五循环制冷剂回路的组成和连接方式，a系统包括压缩机la、热水换热器加的制冷剂通路，储液器10a、第一、二四通阀3a、4a， 过滤器12a，节流器Ja、风源蒸发器6a及其风扇6fa、气液分离器7a，除霜阀Ila等；四通阀的四个接口的约定与实施例2的约定相同；实施例4的制冷剂回路系统的连接方式，采用本发明在五循环双热源热泵热水器技术方案中所提到的四种等效替换连接方式的(1)连接方式，具体是压缩机Ia的排气口与热水换热器加的制冷剂进口连接，热水换热器的制冷剂出口与储液器IOa的进口连接，储液器的液体出口直接或串联了过滤器1 与节流器Ja 的进口连接；热水换热器加的制冷剂出口的支路接口与除霜阀Ila的进口连接；除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接，节流器的出口与双四通阀切换机构的进液接口连接，即再与第一四通阀3a第一接口①连接，第一四通阀的第二、三、四接口②、③、④，分别与风源蒸发器6a的下端进液口、水源蒸发器fe的下端进液口、第二四通阀如第一接口 ①连接；第二四通阀如第二、三、四接口②、③、④，分别与水源蒸发器fe的上端口、风源蒸发器6a的上端口、气液分离器7a的进口连接；气液分离器7a的出气口与压缩机的进口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的a系统和b系统的第一、二四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，它们电磁导阀3da、4da和3db、4db的高压进气管Lla、L2a和Lib、L2b都直接连到压缩机排气管上，两系统的第一四通阀的电磁导阀的低压出气管L3a和Ub要直接连到压缩机吸气管上，两系统的第二四通阀的电磁导阀的连接在第四接口管上的低压出气管不必改造；所述的制冷剂回路系统能够组织四种循环方式制热水风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环和旁通热气除霜循环；实施例4所述的统一热水换热系统构成方式，所采用的互助除霜方法与实施1的方式相同；但是，具体除霜循环和制热水循环的制冷剂流程不同，实施例4执行除霜循环的制冷剂流程，以a系统为例是压缩机la—热水换热器加一除霜阀lla—风源蒸发器fe — 第二四通阀4a(③一④)一气液分离器7a —压缩机Ia ；其控制是风扇6a停，除霜阀Ila 开启，压缩机继续运行，第一、二四通阀3a3a线圈无电；继续进行制热水循环的b系统，在水源无水时，b系统进行风源循环，制冷剂流程是，压缩机Ib —热水换热器沘一储液器IOb —过滤器1 —节流器Jb —第一四通阀 3b (①一②)一风源蒸发器6b —第二四通阀4b (③一④)一气液分离器7b —压缩机Ib ； 控制方式是压缩机Ib开，第一、二四通阀!3b、4b线圈无电，风扇6fb开，循环水泵8开，水源给水泵9关，除霜阀lib关，替代的定温出水流量调节阀ZFiZin3因为两个系统的制冷剂高压低于设定值，自动关，到达设定热水出水温度所对应的压力时，自动开启；在有水源时，b系统制热水也可采用水源循环，或风源串联水源循环，或水源串联风源循环；水源循环的控制是压缩机开，第一、二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关，进水电磁阀开；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀北(①一③)一水源蒸发器一第二四通阀4b (②一④)一气液分离器一压缩机；、
风源串联水源循环的控制是压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关，进水电磁阀开；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀北(①一②)一风源蒸发器一第二四通阀4b (③一①)一第一四通阀3 (④一③)一水源蒸发器一第二四通阀4b (②一④)一气液分离器一压缩机；水源串联风源循环的控制是压缩机开，第一四通阀线圈有电、第二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关，进水电磁阀开；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀北(①一③)一水源蒸发器一第二四通阀4b (②一①)一第一四通阀北(④一②)一风源蒸发器一第二四通阀4b (③一④)一气液分离器一压缩机；a系统的四种制热水循环的制冷剂流程与b系统相似。实施例5的结构关系和工作原理由图5说明图5所示的是本发明五循环双热源热泵热水器的实施例，一种利用水源热量热气旁通除霜五循环双热源热泵热水器的构成与工作原理图；图5所示的实施例5与图4所示的实施例4的区别在于，实施例5的整机只有一个制冷剂回路系统，不能利用双系统互助除霜方法，必须采用水源热量帮助除霜；实施例5制冷剂回路系统的制热水循环的制冷剂回路与实施例4的构成和连接方式完全一样；但是，实施例5的旁通热气管是连接在压缩机排气管旁路接口与风源蒸发器下端进液接口之间，而不一定要从热水换热器制冷剂出口开始连接；图5所示的是实施例4所述的四种等效连接方式的(1)连接方式在除霜循环时的连接状态；实施例5除霜循环的制冷剂流程是，压缩机一除霜阀一风源蒸发器(放热除霜)一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器(吸热)一第二四通阀一压缩机；除霜循环的控制方式是压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀开。实施例6的结构关系和工作原理由图6说明图6所示的是本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法的又一种实施例，一种热气旁通互助除霜有过冷器的单空气源热泵热水器的构成与工作原理图；实施6与图1所示的实施例1相比，在制冷剂回路系统的储液器的液体出口与节流器进口之间增添有过冷器，两个系统的过冷器Ra和Rb的水路或并联后，插在所述的统一热水换热系统的循环水泵 8的进口与补充水进水管的进水单向阀Dsl出口之间。实施例7的结构关系和工作原理由图7说明图7所示的是本发明实施例7，为双系统五循环双热源热泵热水器，是图4所示的发明实施例4的五循环双热源热泵热水器的一种替换连接方式，采用( 连接方式。图7所示的实施例7也可以组织4种制热水循环风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环，4种循环的制冷剂流程虽然在通过每个四通阀的内通路与实施例4的情况不同，但是，以双四通阀切换机构的最终结果而论，与实施例4完全相同；例如，实施例7的风源循环以a系统为例，其制冷剂流程是，压缩机Ia —热水换热器加一储液器IOa —过滤器1 —节流器Ja —第一四通阀3a(①一②)一风源蒸发器6a —第二四通阀如(②一①)一气液分离器7a—压缩机la;如果不区分通过四通阀的内通路时，则是 压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；控制方式也是，压缩机开，第一、二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；又例如，风源串联水源循环其制冷剂流程是，压缩机 Ia —热水换热器加一储液器IOa —过滤器1 —节流器Ja —第一四通阀3a (①一②)一风源蒸发器6a—第二四通阀乜(②一④)一第一四通阀3a(④一③)一水源蒸发器fe — 第二四通阀4a(③一①)一气液分离器7a —压缩机Ia ；不区分通过四通阀的内通路时，则是压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；可见，图7所示的实施例7的等同替换与图4所示的实施例4并没有产生新的功能，只是连接形式的差别。而图7所示的实施例7的等同替换却还要在第二四通阀的改造中，需要把四通阀的电磁导阀4da和4db的低压排气管Ma和L4b改连接到制冷剂回路的压缩机吸气管道上。图8、本发明空气源热泵热水器的互助除霜方法，有6个各自独立的制冷剂回路系统的统一热水换热系统的构成连接方式示意图。如图8所示，6个系统的6个热水换热器分a和b两组，每组3个，al、a2、a3和bl、 l32、b3，每组3个热水换热器的进口与进口，出口与出口并联，a组的主干出水管再与b组的进水干管连接，构成统一热水换热器组，统一热水换热器组的总出水口分两个接口，一个是内循环回流水接口，另一个是热水出水接口 ；内循环回流水接口依序串接循环水流量调节阀TFl、循环水单向阀Ds2，到循环水泵8的进水口，循环水泵的出水口与统一热水换热器组的进水口连接，构成热水内循环回路；循环水泵的进口还接有补充进水管，在补充进水管上安装有进水电磁阀DF和进水单向阀Dsl ；热水出水接口与并联安装有6个冷凝压力水流量调节阀的热水出水管连接，6个冷凝压力水流量调节阀ZFal、Z!^a2、ZFa3, ZFbU ZFb2, ZFb3 分别与6个热水换热器al、a2、a3和bl、b2、b3的制冷剂进气管连接；由此构成有热水内循环并串联热水换热器组互助除霜的统一热水换热系统；在统一热水换热系统中，热水内循环和分批次除霜是互助除霜方法的两个关键。
权利要求
1.空气源热泵热水器的互助除霜方法，所述的空气源热泵热水器包括有制冷剂回路系统、热水换热系统、信号采集及电路控制系统；所述的制冷剂回路系统包括有压缩机、热水换热器、过滤器，储液器、节流器、风源蒸发器、气液分离器等；风源蒸发器配有风扇；其特征在于采用互助除霜方法的空气源热泵热水器，至少有两个各自独立的制冷剂回路系统；全部制冷剂回路系统的热水换热器分为数目相等的两组a组和b组，只是在系统总数大于5 的奇数时，允许两组的热水换热器数目相差1件，每组热水换热器的水路进口与进口，出口与出口并联接，水路并联的两组热水换热器的干管水路再串联接，构成统一热水换热器组； 统一热水换热器组的总出水口分两个接口，一个是内循环回流水接口，另一个是热水出水接口，内循环回流水接口依序串接循环水流量调节阀、循环水单向阀，再连接到循环水泵进水口，循环水泵出水口与统一热水换热器组的进水口连接，构成热水内循环回路；循环水泵的进口还接有补充进水管，在补充进水管上安装有进水电磁阀和进水单向阀；热水出水接口与热水出水管连接，在热水出水管上安装有定温出水流量调节阀，或还并联一个出水流量旁通手动调节阀；由此构成有热水内循环并串联热水换热器组互助除霜的统一热水换热系统；互助除霜方法，是对各制冷剂回路系统采用分批次先后执行除霜循环，以发出除霜信号的次序编排系统除霜的先后次序，但是限定同时进行除霜的系统数目，或者说每批次进行除霜的系统数不超过整机总系统数的一半，其它要除霜的系统，需要等待已经除霜的系统退出除霜循环，并恢复正常制热水循环后才能进入除霜循环；互助除霜方法，在除霜过程，是利用不低于整机总系统数一半的系统进行正常制热水循环，并通过统一热水换热系统的热水内循环，不断向除霜系统输送除霜用的热量，所以除霜快速彻底；当除霜系统发出除霜结束信号，就结束该系统的除霜循环，恢复正常制热水循环，同时另外需要除霜的系统开始进行除霜循环；当整机各系统除霜完毕，整机除霜过程结束，恢复正常制热水循环；在整机除霜过程，定温出水流量调节阀依据统一热水换热系统的出水温度的低或高，自动关闭或开启；系统的除霜循环，根据制冷剂回路系统的构成方式，或采用旁通热气除霜循环， 或采用逆向循环除霜；互助除霜方法的旁通热气管，是连接在热水换热器的制冷剂出口与风源蒸发器的下端进液口之间，在旁通热气管上安装有除霜阀，除霜循环时，开启除霜阀， 制冷剂从热水换热器吸收另外系统提供的热量去除霜；互助除霜方法的逆向循环，需要在压缩机排气口与热水换热器的制冷剂进口之间增添四通阀，逆向循环时，四通阀线圈从无电变为有电，切换四通阀通路方向，热水换热器在除霜循环中作为蒸发器，在其中制冷剂吸收另外系统提供的热量蒸发，经压缩机压缩，进入风源蒸发器，放出凝结热除霜。
2.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其特征在于所述的空气源热泵热水器是互助除霜的单空气源热泵热水器；其制冷剂回路系统有两种形式第一种，是采用旁通热气互助除霜的制冷剂回路系统，还包括有除霜阀和除霜旁通管路；其连接方式是，由压缩机、热水换热器的制冷剂通路、储液器、过滤器、节流器、风源蒸发器、气液分离器、压缩机依序串联接成制热水循环制冷剂回路，在热水换热器的制冷剂出口与风源蒸发器的下端进液口之间还连接有除霜旁通管路，在除霜旁通管路上安装有除霜阀，所连成的回路内充注制冷剂；系统执行除霜循环时，除霜阀开启，制冷剂由热水换热器通过除霜旁通管路直接进入风源蒸发器，风扇关；第二种，是采用逆向循环互助除霜的制冷剂回路系统，还包括有一个四通阀，其连接方式是由压缩机出气口与四通阀第一接口，即四通阀进气口连接；四通阀的线圈无电时与进气口内连通的四通阀接口，记为四通阀第二接口，与热水换热器的制冷剂进口连接；其制冷剂出口依序串联储液器、过滤器、节流器连接到风源蒸发器的下端进液口 ；风源蒸发器的上端口与四通阀第三接口，即四通阀的线圈有电时与进气口内连通的四通阀接口连接；四通阀第四接口，即三接口一排居中的公共出气口与气液分离器的进气口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所连成的回路内充注制冷剂；系统执行除霜循环时，四通阀线圈有电，四通阀换向，制冷剂逆向循环，风扇关。
3.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其特征在于所述的空气源热泵热水器，是还配有水源的互助除霜三循环双热源热泵热水器，其每个制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，一个除霜阀，一个四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵；其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接，压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；热水换热器的制冷剂出口的支路接口与除霜阀的进口连接；除霜阀的出口与风源蒸发器的下端进液口连接，或和节流器的出口一同与四通阀第一接口并联连接，四通阀第二、三接口分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口连接，四通阀第四接口与风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、气液分离器的进气口共连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的四通阀的电磁导阀的高压进气管和低压排气管要分别直接连接到压缩机的排气管和进气管上；所述的互助除霜三循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统，能够组织两种循环方式制热水风源循环，水源循环和旁通热气除霜循环；三种循环的控制方式和制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀一风源蒸发器一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一四通阀一水源蒸发器一气液分离器一压缩机；(3)除霜循环压缩机开，四通阀线圈无电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀开；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一除霜阀一(或四通阀)一风源蒸发器一气液分离器一压缩机。
4.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法，其特征在于所述的空气源热泵热水器，是还配有水源的互助除霜五循环双热源热泵热水器，其每个制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，除霜阀，两个四通阀，水源蒸发器的进水管路上配有水源给水泵； 其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接，压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；热水换热器的制冷剂出口的支路接口与除霜阀的进口连接；除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接，或和节流器的出口同与双四通阀切换机构的进液接口连接；气液分离器的进气口与双四通阀切换机构的出气口连接；第一、二四通阀和风源蒸发器以及水源蒸发器，有以下四种的等效替换连接方式(1) 第一四通阀第一接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第二、三、四接口，分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口、第二四通阀第一接口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；( 第一四通阀第一、二、三接口的连接方式与(1)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第四接口连接；C3)第一四通阀第四接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第一、二、三接口，分别与第二四通阀第一接口、水源蒸发器的下端进液口、风源蒸发器的下端进液口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；(4)第一四通阀第二、三、四接口的连接方式与( 连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第一接口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的第一、二四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，在(1)、O)、(3)、(4)四种连接方式时，两个四通阀的电磁导阀的高压进气管都直接连到压缩机排气管上，第一四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上，在O)、(4)两种连接方式时，第二四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上；系统执行除霜循环时，除霜阀开启，风源蒸发器的风扇关；除霜循环制冷剂的流程是压缩机一热水换热器(吸热)一除霜阀一(或第一四通阀)一风源蒸发器(放热除霜)一第二四通阀一气液分离器一压缩机；所述的互助除霜五循环双热源热泵热水器的制冷剂回路系统，能够组织四种循环方式制热水风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环；在有水源情况下， 机组进行互助除霜时，不参与除霜的系统，可以采用上述四种循环方式的任意一种循环方式，制取热量提供给除霜系统使用。
5.五循环双热源热泵热水器，包括有制冷剂回路系统、统一热水换热系统、信号采集及电路控制系统；所述的制冷剂回路系统包括有压缩机、热水换热器、储液器、过滤器、节流器、四通阀，风源蒸发器、气液分离器等；风源蒸发器配有风扇；记，四通阀主阀体一侧的单个接口为四通阀第一接口，四通阀主阀体的另一侧的三个接口，约定在四通阀线圈无电时与第一接口内连通的接口为四通阀第二接口，在四通阀线圈有电时与第一接口内连通的接口为四通阀第三接口，居中的接口为四通阀第四接口，即在四通阀线圈无电时与第三接口内连通，又在四通阀线圈有电时与第二接口内连通的接口，四通阀第一接口一般作为公共进口，四通阀第四接口一般作为公共出口 ；其特征在于所述的五循环双热源热泵热水器，是吸收水源热量除霜的五循环双热源热泵热水器， 其制冷剂回路系统还包括有水源蒸发器，阀除霜，两个四通阀，水源蒸发器的进水管上配有水源给水泵；其连接方式是压缩机的进口与气液分离器的出气口连接；压缩机的排气口与热水换热器的制冷剂进口连接；热水换热器的制冷剂出口与储液器的进口连接；储液器的液体出口直接或串联了过滤器与节流器的进口连接；除霜阀的进口与热水换热器的制冷剂出口管旁通支路接口或压缩机排气管旁通支路接口连接，除霜阀的出口直接与风源蒸发器的下端进液口连接，或和节流器的出口同与双四通阀切换机构的进液接口连接；气液分离器的进气口与双四通阀切换机构的出气接口连接；第一、二四通阀和风源蒸发器，以及水源蒸发器有以下四种的等效替换连接方式(1)第一四通阀第一接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第二、三、四接口，分别与风源蒸发器的下端进液口、水源蒸发器的下端进液口、第二四通阀第一接口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；( 第一四通阀第一、二、三接口的连接方式与(1)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第四接口连接；(3)第一四通阀第四接口为双四通阀切换机构的进液接口，与节流器的出口连接，或还与除霜阀的出口连接；第一四通阀第一、二、三接口， 分别与第二四通阀第一接口、水源蒸发器的下端进液口、风源蒸发器的下端进液口连接；第二四通阀第二、三、四接口，分别与水源蒸发器的上端口、风源蒸发器的上端口、气液分离器的进口连接；(4)第一四通阀第二、三、四接口的连接方式与C3)连接方式相同，第二四通阀第一、二、三、四接口，分别与气液分离器的进口、风源蒸发器的上端口、水源蒸发器的上端口、第一四通阀第一接口连接；所连成的回路充注制冷剂；所述的第一、二四通阀是带有电磁导阀的气动四通阀，在(1)、(2), (3)、(4)四种连接方式时，两个四通阀的电磁导阀的高压进气管都直接连到压缩机排气管上，第一四通阀的电磁导阀的低压出气管要直接连到压缩机吸气管上；在O)、(4)两种连接方式时，第二四通阀的电磁导阀的低压出气管也要直接连到压缩机吸气管上；所述的统一热水换热系统，由一个或一个以上各自独立的制冷剂回路系统的热水换热器，循环水泵，补充进水管和出水管以及水路的调控阀门构成，多个热水换热器的水路并串联成统一热水换热器组，统一热水换热器组的总出水口分两个接口，一个是内循环回流水接口，另一个是热水出水接口，内循环回流水接口依序串接循环水流量调节阀、循环水单向阀，再连接到循环水泵进水口，循环水泵出水口与统一热水换热器组的进水口连接，构成热水内循环回路；循环水泵的进口还接有补充进水管，在补充进水管上安装有进水电磁阀和进水单向阀；热水出水接口与热水出水管连接，在热水出水管上安装有定温出水流量调节阀，或还并联一个出水流量旁通手动调节阀；由此构成有热水内循环并串联热水换热器组的统一热水换热系统；所述的五循环双热源热泵热水器制冷剂回路系统能够组织四种循环方式制热水风源循环，水源循环，风源串联水源循环和水源串联风源循环，以及一种吸收水源热量利用旁通热气除霜循环；除霜循环的控制方式是压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀开；除霜循环的制冷剂流程是，压缩机一除霜阀一(或第一四通阀)一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一压缩机。
6.如权利要求4所述的互助除霜五循环双热源热泵热水器和权利要求5所述的五循环双热源热泵热水器，其特征在于，其四种制热水循环方式风源循环，水源循环，风源串联水源循环，水源串联风源循环的控制方式及其制冷剂流程分别是(1)风源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵关，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(2)水源循环压缩机开，第一、二四通阀线圈有电，风扇关，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(3)风源串联水源循环压缩机开，第一四通阀线圈无电、第二四通阀线圈有电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机；(4)水源串联风源循环压缩机开，第一四通阀线圈有电、第二四通阀线圈无电，风扇开，循环水泵开，水源给水泵开，除霜阀关；制冷剂流程是，压缩机一热水换热器一储液器一过滤器一节流器一第一四通阀一水源蒸发器一第二四通阀一第一四通阀一风源蒸发器一第二四通阀一气液分离器一压缩机。
7.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法和权利要求5所述的五循环双热源热泵热水器，其特征在于所述的各制冷剂回路系统或添加有过冷器，所述的过冷器添加在制冷剂回路系统的储液器的液体出口与节流器进口之间；各系统的过冷器的水路并联后，插在所述的统一热水换热系统的循环水泵的进口与补充水进水管的进水单向阀出口之间。
8.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法和权利要求5所述的五循环双热源热泵热水器，特征在于所述的统一热水换热系统中的定温出水流量调节阀是冷凝压力水流量调节阀，或是温度记忆合金感温元件的定温通断阀；采用冷凝压力水流量调节阀时，机组配备的冷凝压力水流量调节阀的数量与机组的制冷剂回路系统数量相同，各冷凝压力水流量调节阀的波纹管压力腔有连接管分别与所对应系统的压缩机排气管连接连通，依据制冷剂冷凝压力与饱和温度的对应关系，选择与设定出水温度对应的压力为控制条件。
9.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法和权利要求5所述的五循环双热源热泵热水器，其特征在于所述的制冷剂回路系统中所用的热水换热器是板式换热器，或高效罐管式换热器，或同轴套管式换热器。
10.如权利要求1所述的空气源热泵热水器的互助除霜方法和权利要求5所述的五循环双热源热泵热水器，其特征在于所述的制冷剂回路系统中所用的节流器，是毛细管，或电子膨胀阀，或热力膨胀阀。
全文摘要
本发明公开了空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器的技术方案；互助除霜法的特征是机组至少有两个制冷剂回路系统，全部系统的热水换热器分两组，两组水路串联，在出、进水接口间还与循环水泵等连接构成有热水内循环的统一热水换热系统；各系统分批次先后除霜，进行除霜和正常循环的系统通过统一热水换热系统交换热量，互助除霜；五循环双热源热泵热水器包括有压缩机、热水换热器、水源和风源蒸发器、节流器等，其特征是还有两个四通阀和一个除霜阀，采用在节流器出口与压缩机吸气口之间，用双四通阀切换机构连接水源和风源蒸发器，在热水换热器制冷剂出口与风源蒸发器进口间连接除霜阀；五循环是风源、水源、风源串联水源、水源串联风源循环和除霜循环。
文档编号F25B41/04GK102297548SQ20101021184
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者陈则韶 申请人:陈则韶